《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、结晶面族、结晶方向族4、有限固溶体
16、间隙固溶体
十七、临界核
18、枝晶偏析
19、钢退火、正火、淬火、回火
20、反应扩散
21 )临界缝应力
22、调幅分解
23、二次固化
24、上坡变宽
25、负温度梯度
26、正常价化合物
27、加成聚合反应
28、缩聚反应29、
30、
二、选择1、柯氏效应中，标记漂移的主要原因是扩散偶中_____。
a、在两组原原子尺寸不同的b、只有一组原扩散c、两组原扩散速度不同的2、二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆定律只能用于_____。
a、单相区中b、两相区中c、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。
A、Fb、珠光体c、铁氧体4、原子扩散驱动力为_____。
a、构成元素的浓度梯度b、构成元素的化学势梯度c、温度梯度5、取代型固溶体中，原子的扩散方式一般为_____。
A、原子交换机构b、间隙机构c、空穴机构6、晶体中形成空穴的同时产生间隙原子，这种缺陷称为_____。
A、肖脱基缺陷b、呋喃克尔缺陷c、线缺陷7、理想六方结构金属的c/a为_____。
a、1.6 B、2(2/3) c、)2/3) 8、在三元系相图中，三相区等温截面都是一个相连的三角形，其顶点接触_____。
a、单相区b、两相区c、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其取值范围为_____。
(其中Ko是平衡分配系数) a，1
A、{112} B、{110} C、{111}11、临界成核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_____。
A、1/3 B、2/3 C、3/412、金属结晶过程中(() a、临界核半径越大越容易成核； b、临界成核越成功，成核越容易； c、过冷度越大越容易成核； D、均质核较非均质核易。
13、三元相图中()、a、垂直剖面图适用杠杆定律； b、垂直剖面图上三相区域为正三角形； C、四相共晶反应平面在组分投影图上为曲边四边形； D、四逆必须是等温反应。
14、三、判断正误(每小题1分，共10分)正确在括号内画“”，错误画“”。1 .金属中典型的空间晶格有体心立方、面心立方和面心立方和密排六方三种。
2 )位错线作用力f的方向始终垂直于位错线，是指滑移面上的未滑移区。
)3.只有置换固溶体的2个构成要素之间无限地相互溶解，无法形成间隙固溶体。
)4.金属结晶时，原子从液相的无序排列到固相的有序排列，使体系的熵值减少，是一个自发的过程。
)5.固溶体凝核所需条件同样为GB <； 0、结构起伏和能量起伏。
(6)三元相图垂直剖面的两相区内不应用杠杆定律。
)7.物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。
)8.塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。
)9.与液固相变一样，固态相变也有驱动力，必须克服阻力，两种相变的难易程度相似。
( 10 )溶入Co以外的奥氏体中的合金元素几乎全部使c曲线向左移动，提高钢的淬透性。
(四)简答1、简述结构钢强韧化方法。
( 20分) 2、简述Al-Cu二元合金析出强化机理( 20分) 3、为什么奥氏体不锈钢( 18-8型不锈钢)在450~850保温时会发生晶界腐蚀？ 如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？ 4、为什么很多铸造合金的成分都选在共晶合金附近？ 5、什么是打滑？ 为什么只有螺旋位错可以滑移却不能刃位错？ 6、根据溶质原子在晶格中的位置，固溶体相可以分为几类？ 固溶体在材料中有什么意义？ 7、固溶体合金非平衡凝固时可形成微观偏析，形成宏观偏析，原因是什么？ 8、应变硬化在生产中有什么意义？ 作为强化方法，有什么局限性？ 9、合金发生析出硬化的必要条件是什么？ 10、对比说明不平衡共晶和离缘共晶的特点。
11、枝晶偏析是如何发生的？ 怎么消除？ 12、请简单说明影响扩散的主要因素是什么。
13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的不同点？ 14、临界核的物理意义是什么？ 形成临界核的充分条件是什么？ 15、请简述二元合金晶体的基本条件。
16、为什么钢的渗碳温度选择在-Fe相区进行？ 如果不在-Fe相区进行会怎么样？ 17 .冷轧楔形板坯得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端抗拉强度不同，请说明这一现象。
18、冷轧铜板要求保持高强度时，应该进行什么样的热处理？ 如果需要继续冷轧使其变薄，需要进行什么样的热处理？ 19、位错密度有什么特点？ 20、淬透性与淬透性差异。
21、举例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。
22、马氏体相变的基本特征？ ( 12分) 23、加工硬化的原因？ ( 6分) 24、柏氏向量的意思是？ ( 6分) 25、如何解释低碳钢存在上下屈服点和屈服平台的不连续现象？ ( 8分钟) 26，916时，-Fe的晶格常数为0.365nm，( 011 )面间距离是多少？ ( 5分) 27、形象描述包晶反应种类，写出转移反应公式？ ( 4点) 28、影响成分过冷的因素是什么？ ( 9分) 29、单滑、多滑、交叉滑是什么意思？ ( 9分) 30、简述纯金属中粒度与材料强度的关系，并说明原因。
( 6分钟) 31、某晶体原子位于四方晶格的节点，晶格的a=b、c=a/2，某晶面在x、y、z轴上的截距分别为6原子间距、2原子间距、4原子间距，求出该晶面的米勒指数。
32、证明理想密六方结构的轴比c/a=1.633。
33、立方晶系的( 111 )、( 110 )、( 123 )晶面族各自含有多少晶面，写出它们的米勒指数。
34、说明矢量的决定方法。 如何用矢量和位错线判断位错类型？
35、简述组分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
36、为什么细化晶粒能提高强度，改善塑性和韧性？
37、共析钢奥氏体化有几个主要过程？ 合金元素对奥氏体化过程有什么影响？
38、提高钢材耐腐蚀性的主要方法是什么？ 为什么Cr是不锈钢中最重要的合金元素？ 39、什么是重排反应？ 如何判断重排反应是否会进行？ 40、根据凝固理论，尝试细化晶粒的基本方法。
41、分析金属冷变形度大小对再结晶晶粒尺寸的影响，并说明原因。
42、简述组分过冷的形成及组分过冷对固溶体生长形态的影响。
43、位错增值机理五、计算、作图1、已知碳在r—Fe中的扩散常数D0=2.010-5m2/s，扩散活化能q=1.4x105j/mol(r=8.31j/) ) molk )
为了获得碳势均在CP=1.1%C的条件下20#钢在880渗碳、927渗碳5h的相同效果，渗碳时间是多久？ ( 12点) 2、关于fcc结构的结晶(晶格常数a ) )1)，分别计算[100]、[110]、[111]结晶向上的原子密度，说明哪个结晶的方向是紧密排列方向。 )2)计算原子是[100]、[110]、[111]
3 .写出图1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指数； 在右图单元中绘制了晶面( 111 )和属于该面的112个晶体取向，给出了具体指数。
( 12点) 4、当碳在-Fe中扩散时，已知D0=2.010-5m2/s，Q=1.4105J/mol。
温度为927时，其扩散系数是多少？ (摩尔常数R=8.314J/mol•K ) 5，曲线表示立方晶体的、晶面和、晶体取向。
) 1问2分，合计10分) 6、a (熔点600)和b )熔点500)为液状且无限地相互溶解，固体情况下，a在b中的最大固溶度)质量分数)为A=0.30，室温情况下A=0.10； 但是，b无论是固体还是室温都不溶解于a。
300下含B=0.40的液态合金发生共晶反应。
试制A-B合金相图； 分析A=0.20、A=0.80合金在室温下的组织组合物和相组合物的相对量.
绘制Fe-Fe3C相图，给出铁碳相图上的c、e、f、g、k、p、s点，说明ECF、PSK水平线和ES、GS曲线的意义、其上发生的转变及生成的组织组成物。
8、某低碳钢 0=64KPa，已知K=393.7，如果晶粒直径为50m，该低碳钢的屈服强度是多少？ 9、计算卡介苗晶体最密排面堆积密度。
10、请说明面心立方结构和密排六方结构金属中原子的堆积方法和密度是否有差异。
11、计算wc=3.3%的铁碳合金常温下珠光体的相对含量、组织中珠光体的相对含量和共析渗碳体的含量。
( 9点) 12、已知Cu的原子量为63.5、原子半径为0.1278 nm。
( 20点) )1)计算铜的密度、晶格常数、最大面间隔。
)2)在立方晶单元(图1.)中显示以下晶面和结晶方位( oa:[001]，要求用等文字表示) )、( 11(1)、( 102 )、) )、( 1110 )、( 111 ) 13、柏氏向量的物理意义是什么？ 根据柏氏矢量如何区分螺旋状位错和刃型位错？ 什么是全位错和不全位错？ 简述重排反应条件。
没有外力作用时，位错反应会进行吗？ ( 18分钟) 14、假设在镁晶体中，从一个位错源放出的位错移动到晶体表面，在晶体表面产生了高度约10-4cm的滑动台阶，移动到表面的位错有几个？ ( b=3.2 A ) 15、用铝试样测定晶粒内部的位错密度为5x1013m-2，临时位错全部集中在亚晶晶界，各亚晶粒的截面为正六角形，位错全部为刃位错，其棒矢量b=a/2 [ 101 ]
16、在立方晶系晶胞内绘制具有以下米勒指数的晶面和晶向：
17、870下比930下渗碳有一定优势，淬火变形小，可得到细小晶粒，计算得出铁中碳的D0=2.010-5m2/s，Q=140103J/mol。 ( ( 10分) )。
( a ) 870下铁中碳的扩散系数；
) b )将渗透层加倍需要多长时间？ ( c )规定0.3%C作为渗碳层厚度的尺度，930渗碳10小时的渗层厚度是870渗碳10小时的两倍？ (气体常数R=8.314J/molK，渗透层厚度) 18、位错线与鸟嘴、剪应力方向、位错线运动方向和晶体滑移方向的关系？ 六、综合1、尝试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的影响。
2、将铁碳合金( wc=0.0015 )完全退火后，( 20分钟) )1)室温下含有什么组成相，计算其相对量。
)制作室温下由什么样的组织组合物构成的组织图像，计算各自的相对量。
)3)室温下该合金发生较大塑性变形(例如压缩50% )时，其组织会发生什么变化？ )4)变形后在750充分保温后缓慢冷却至室温，得到的组织与原完全退火的组织有什么区别？ 3、根据所附二元共晶相图，给出了(1)分析合金、的平衡结晶过程，并绘制冷却曲线。 )2)说明室温下I、II的相和组织是什么？ 计算出相和组织相对含量)3)如果想得到共晶组织和5%初合金，求出该合金的成分； )4)分析在快速冷却条件下，、两种合金得到的组织有何不同。
4、阐述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。
5、测试冷变形金属加热时组织和性能的变化。
6、论述碳含量对铁碳合金平衡组织和性能的影响。
7、论述影响扩散的主要因素。
8、求出体心立方结构中四面体和八面体间隙的半径及其中心位置的坐标。
9、45钢过冷奥氏体连续相变曲线如图所示，请回答以下问题。 (共15分) )。
)1)说明图中的A1线、Ms、1线、2线、3线的含义。
)2)过冷奥氏体相变产物是什么？ 写出各种相变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特征；
)3)在V1、V2、V3、V4的冷却速度下，分别能得到什么样的组织？
)4) V1、V2、V3、V4对应的热处理工艺名称是什么？ 10、关于Fe-Fe3C照片，回答以下问题。
1 .默默绘制Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图； 2 .分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，绘制室温组织图。
3 .计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
4 .已知某铁碳合金室温时的相组合物为铁素体和渗碳体，铁素体所占
尝试求出82%、该合金的碳含量和组织组合物的相对量。
十一、
右图为固体有限相容三元共晶相图投影图，请回答以下问题。
(1)指出3个液相面的投影区域
)2)指出e3E线和e点表示的含义
)3)分析合金n的平衡结晶过程。
十二、
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